第二章第一节实验探究小车速度随时间变化的规律

1、如何研究一个物体运动规律？如何研究一个物体运动规律？（知道物体在不同时刻的速度）（知道物体在不同时刻的速度）如何知道物体在不同时刻的速度？如何知道物体在不同时刻的速度？用什么仪器可以测得？用什么仪器可以测得？ （打点计时器）（打点计时器）1 1、打点计时器的类型、结构、工作原理？、打点计时器的类型、结构、工作原理？ 2 2、掌握判断物体是否做匀变速运动的方法。、掌握判断物体是否做匀变速运动的方法。 3.3.测定匀变速直线运动的加速度。测定匀变速直线运动的加速度。 实验目的电源，刻度尺电源，刻度尺钩码钩码小车小车细绳细绳纸带纸带打点计时器打点计时器一端附有定滑一端附有定滑轮的长木板轮的长木板 把

2、附有滑轮的长木板放在实验桌上；将细绳绕过把附有滑轮的长木板放在实验桌上；将细绳绕过滑轮并使滑轮伸出桌面；把打点计时器固定，连接滑轮并使滑轮伸出桌面；把打点计时器固定，连接好电路。好电路。 将纸带穿过打点计时器，连在小车后面。在小车将纸带穿过打点计时器，连在小车后面。在小车的另一端通过细绳挂上钩码。的另一端通过细绳挂上钩码。 先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条纸带后立即关闭电源。动，打完一条纸带后立即关闭电源。 更换纸带，重复做三次。更换纸带，重复做三次。1.1.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器开始释放小车时，应使小车靠近打点计

3、时器2.2.先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源释放小车，当小车停止运动时及时断开电源3.3.实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们实验时要注意保护小车及滑轮，要避免它们被碰坏或跌坏。所以被碰坏或跌坏。所以，当小车到达滑轮前及时，当小车到达滑轮前及时用手按住它。用手按住它。4.4.小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太速度过大而使纸带上打的点太少，或加速度太小使各段位移无法区别，从而使误差增大小使各段位移无法区别，从而使误差增大0.10s0

4、.10s过于密集过于密集/ /不清晰的点不清晰的点问题问题1：怎样分析和选取纸带上的点？：怎样分析和选取纸带上的点？例：求例：求3这个计数点的速度：这个计数点的速度： x x 4 4 - -x x 2 2v v3 3 = = v v24 24 = = = = 2 2t tx x 2424 2 2t tt t为多少为多少? ?x1x2x3x4x5问题问题2：如何计算出所取点的瞬时速度？：如何计算出所取点的瞬时速度？TxxTxxVnnnnn22111小车的瞬时速度随时间增大而增大。小车的瞬时速度随时间增大而增大。思考思考:小车的具体运动规律是什么小车的具体运动规律是什么?- - 0.201 0.2

5、80 0.432 0.355 0.512 同理，可求出另外两条纸带的情况同理，可求出另外两条纸带的情况 根据所得数据，选择合适的标度建立直角根据所得数据，选择合适的标度建立直角坐标系（图象尽量分布在坐标系平面的大部分坐标系（图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）面积） 根据所得数据描出各点的位置（描点法）根据所得数据描出各点的位置（描点法）, ,观察和思考各点的分布规律观察和思考各点的分布规律t t/s /sv v/( /(m/sm/s) ) 各点的分布大致都落在一条直线上，因此，我们可以推断：如果各点的分布大致都落在一条直线上，因此，我们可以推断：如果没有实验误差的理想情况下，所描出的各点应

6、全部落到这条直线上。没有实验误差的理想情况下，所描出的各点应全部落到这条直线上。画直线时，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏画直线时，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点差太大的点.通过图像可以判断小车做匀加速直线运动通过图像可以判断小车做匀加速直线运动哪一种方哪一种方法更好？法更好？取任意两组数据求出取任意两组数据求出v v 和和t t ，然后代，然后代 入入 求解。求解。在在v t v t 图象上取一段时间图象上取一段时间t t（尽量取（尽量取 大一些），找出大一些），找出t t 对应的对应的v v ，代入，代入 求解。求解。（画图时让不在直线上的点

7、尽可能等量地（画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就是说应该用图象上误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据）的点，而不是用实验所得到的数据）v va a = = t tv va a = = t t0.10.20.30.40.50.6t/so0.100.200.300.40v/(m/s)与纵轴的与纵轴的交点是什交点是什么意思？么意思？如何求加如何求加速度？速度？t=0.4sV=？2/5 . 04 . 0/2 .

8、 0smssmatV0.2m/s 例例1在在“探究小车速度随时间变化的规律探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，的实验中，利用打点计时器在纸带上打的点记录小车的运动情况。某同利用打点计时器在纸带上打的点记录小车的运动情况。某同学做此实验时步骤如下：学做此实验时步骤如下： A拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，放开纸拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，放开纸带，再接通电源。带，再接通电源。 B将打点计时器固定在长木板上，并接好电路。将打点计时器固定在长木板上，并接好电路。 C把一条绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面挂上把一条绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面挂上适当的钩码。适当的钩码。 D

9、小车停止运动后，直接取下纸带。小车停止运动后，直接取下纸带。 E将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔。位孔。 F换上新纸带，重复操作三次，然后从所有纸带中选换上新纸带，重复操作三次，然后从所有纸带中选取一条点迹清晰的进行数据处理。取一条点迹清晰的进行数据处理。其中有错误或遗漏的步骤有：其中有错误或遗漏的步骤有： (1)_； (2)_。 将以上步骤完善后按合理的顺序填写在下面横线上：将以上步骤完善后按合理的顺序填写在下面横线上： _。 解析解析实验过程中应先接通电源，再放开纸带，实验过程中应先接通电源，再放开纸带，取纸带前应先断开电源，所以错误

10、操作是步骤取纸带前应先断开电源，所以错误操作是步骤A、D。错误操作：错误操作：(1)A选项中应先接通电源，再释放纸带；选项中应先接通电源，再释放纸带； (2)D选项中取纸带前应先断开电源。选项中取纸带前应先断开电源。合理顺序：合理顺序：BECADF。 答案答案见见“解析解析” 例例2在在“探究小车速度随时间变化的规律探究小车速度随时间变化的规律”的实验的实验中，如图中，如图213所示为一次记录小车运动情况的纸带，所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中图中A、B、C、D、E为相邻的计数点为相邻的计数点 (A点为第一个点点为第一个点) ，相邻计数点间的时间间隔相邻计数点间的时间间隔T0.1 s。图

11、图213 (1)根据根据_计算各点瞬时速度，计算各点瞬时速度，vD_ m/s，vC_ m/s，vB_ m/s。 (2)在如图在如图214所示坐标系中画出小车的所示坐标系中画出小车的v-t图线，并图线，并根据图线求出根据图线求出a_。图图214 (3)将图线延长与纵轴相交，交点的物理意义是将图线延长与纵轴相交，交点的物理意义是_。 (3)将图线延长后，与纵轴的交点的速度表示零时刻将图线延长后，与纵轴的交点的速度表示零时刻小车经过小车经过A点的速度大小。点的速度大小。 答案答案(1)某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度时速度3.902.641.38(2)图

12、像见图像见 “解析解析”12.6 m/s2(3)表示零时刻小车经过表示零时刻小车经过A点的速度大小点的速度大小 例例3在用打点计时器在用打点计时器“研究物体的速度随时间的变研究物体的速度随时间的变化规律化规律”的实验中，某同学将打点计时器打出的三条纸带，的实验中，某同学将打点计时器打出的三条纸带，分别以间隔相同点迹的方式依次剪成短纸条，按先后顺序分别以间隔相同点迹的方式依次剪成短纸条，按先后顺序一端对齐粘贴在一起。然后用平滑线段将各段纸带顶端的一端对齐粘贴在一起。然后用平滑线段将各段纸带顶端的中点连起来，形成如图中点连起来，形成如图215所示的图象，则根据纸带所示的图象，则根据纸带的特点即可研究物体的速度随时间的变化规律。以下说法的特点即可研究物体的速度随时间的变化规律。以下说法正确的是正确的是 ()图图215A图甲表示物体处于静止图甲表示物体处于静止B图乙表示物体做匀速直线运动图乙表示物体做匀速直线运动C图乙表示物体的速度随时间均匀增加图乙表示物体的速度随时间均匀增加D图丙表示物体的速度先随时间均匀增加，后保持不变图丙表示物体的速度先随时间均匀增加，后保持不变答案答案CDA B C D E可以。可以。剪下的纸条长度表示剪下的纸条长度表示0.1 s0.1 s时间内位移大小，可时间内位移大小，可